具有空间数据处理能力的流数据查询语言研究与实现.pdf

南京航空航天大学
硕士学位论文
具有空间数据处理能力的流数据查询语言的研究与实现
姓名:徐舫
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:秦小麟
20070101
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
在处理资源有限的情况下,传统的 DBMS 不能实时有效地处理和查询连续的
和数量巨大的数据流,而流数据管理系统(DSMS)作为解决此类问题的新方法得
到广泛的研究。DBMS 通过引入新算子和新的查询模型,提高了数据处理和查询
的效率。本文从查询语言的角度出发,面向无线传感器网络的应用环境,设计并
实现了流数据查询语言 E-SQL。本文的主要工作有以下几点:
⑴研究 DSMS 与 DBMS 在处理对象、查询次数、应用环境等方面的区别,引入
了新的处理对象:流数据,并且给出了流数据的形式定义。E-SQL 作为一种基于
SQL 的流数据查询语言,是 SQL 的一个超集。为了扩展 SQL 以处理流数据, E-SQL
引入了滑动窗口的概念,以支持流数据与关系表的相互转换操作。
⑵E-SQL 面向的应用环境是传感器网络,传统的五类聚合算子并不能很好的
满足应用的需要。因此,E-SQL 支持 10 个复杂查询算子:8 个可转化为关联聚类
运算的算子和 2 个 M-N 算子。还对与滑动窗口有关的聚合查询算法进行了讨论。
⑶在无线传感器网络环境中,查询不可避免地会涉及到空间信息。因此,
E-SQL 扩展了 SQL 查询 select-from-where 中的 where 子句,增加了对空间操作
的支持:4 个空间拓扑分析算子和 16 个空间运算算子。以 STZWARE 系统的二维
子集为例,讨论了空间数据类型的实现和空间拓扑分析操作的实现。
⑷E-SQL 编译程序的实现是使用词法语法分析工具 lex/。结合着
lex/ 的使用,给出了 E-SQL 词法分析和语法分析实现的代码。词法语法分
析的目的是生成一棵语法树,本文对语法树结构进行了设计,并且给出了构建语
法树的算法的设计与实现。结合实例,详细说明了语法树的形状和生成过程。


关键词:流数据查询语言,滑动窗口,空间操作,lex/,语法树
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具有空间数据处理能力的流数据查询语言的研究与实现
Abstract
Traditional DBMS do not have the ability to process real-time continuous data
stream with the limited processing resources effectively. Data stream management
system(DSMS),as a new method to resolve the problem,have been done a lot of
research. DSMS which imports new operators and new query models improves the
efficiency of data this paper we design and implement a stream date
query language E-SQL which was faced the wireless work environment, in
depth the main contents are as following:
⑴By studying the difference between DBMS and DSMS on processing
object,querying times and using environment,we import new processing object:
data stream and make the formal a steam query language based on
SQL,E-SQL is a superset of the sake of expanding SQL to support
conversion operations between data stream and relation,we aslo import the concept
of sliding windows.
⑵Tradional 5 kinds of aggregation operators can't meet